Η ιστορία της Κίνας, μέσω του φωσφόρου

Φωσφόρος σημαίνει «αυτός που φέρει φως», και αποτελεί σημαντικό στοιχείο για τη ζωή. Συναντάται στο DNA, RNA , ATP, και στα φωσφολιπίδια, από τα οποία σχηματίζονται οι κυτταρικές μεμβράνες. Η ψηλή συγκέντρωση φωσφορικών περιορίζει την ανάπτυξη σε κάποια υδάτινα οικοσυστήματα. Η μεγάλη πλειοψηφία των φωσφορούχων ενώσεων χρησιμοποιούνται ως λιπάσματα. Τα φωσφορούχα λιπάσματα χρειάζονται για να αναπληρώσουν το φωσφόρο που τα φυτά αφαιρούν από το έδαφος. Δεν βρίσκεται ελεύθερος στη φύση αλλά μόνο μαζί  με άλλα στοιχεία. Το κυριότερο ορυκτό του είναι ο απατίτης ( φωσφορικό ασβέστιο). Άλλα ορυκτά του φωσφόρου είναι, ο μοναζίτης (πρόκειται για φωσφορικό άλας μετάλλων σπανίων γαιών), και ο βιβιανίτης (φωσφορικός δισθενής σίδηρος). Οι ανθρώπινες δραστηριότητες έχουν, από τα μέσα του 20ου αιώνα οδηγήσει σε δραματική αύξηση του φωσφόρου σε πολλά υδάτινα συστήματα.

Ο φώσφορος  είναι απαραίτητο συστατικό των λιπασμάτων που απαιτούνται για τη γεωργία. Το 2013 περίπου 225 εκατομμύρια τόνοι φωσφορικών εξήχθησαν κατά κύριο λόγο για τη χρήση λιπασμάτων. Το ποσοστό αυτό θα μπορούσε να μειώσει τα γήινα αποθέματα του φωσφόρου και να διαταράξει τον κύκλο του φωσφόρου. Η Κίνα είναι ο μεγαλύτερος παραγωγός στον κόσμο των φωσφορικών (48% της παγκόσμιας παραγωγής το 2013). Χρησιμοποιεί επίσης μια μεγάλη ποσότητα φωσφόρου για να διατηρηθεί ο αυξανόμενος πληθυσμός της.

Λόγω του βασικού ρόλου της Κίνας στην παροχή και κατανάλωση φωσφόρου, είναι σημαντικό να προσδιοριστούν ποσοτικά τα μονοπάτια φωσφόρου Κίνας. Προηγούμενες μελέτες σχετικά με την αλλαγή του κύκλου του φωσφόρου Κίνας έγιναν σε μια περιορισμένη χρονική κλίμακα και επικεντρώθηκαν στη γεωργική παραγωγή και όχι στο σύνολο του κύκλου του φωσφόρου, η οποία περιλαμβάνει τόσο φυσικά απαντώμενες ροές φωσφόρου καθώς και άλλες ανθρώπινες δραστηριότητες. Μια ομάδα ερευνητών από το Πανεπιστήμιο Nanjing έχουν μελετήσει, για πρώτη φορά, ποσοτικά το σύνολο του κύκλου του φωσφόρου σε ολόκληρη την Κίνα κατά τη διάρκεια των τελευταίων 4 αιώνων κάνοντας χρήση συστημάτων μοντελοποίησης και ερευνώντας τα ιστορικά σύνολα δεδομένων. .

Οι Xin Liu, Hu Sheng, Songyan Jiang, Zengwei Yuan, Chaosheng Zhang, και James J. Elser χρησιμοποιούν μοντέλα για να αναλύσουν τις δυναμικές αλλαγές της κινέζικου κύκλου του φωσφόρου μεταξύ 1600-2012 χρησιμοποιώντας διάφορες παραμέτρους των δεδομένων, συμπεριλαμβανομένων φυσικά απαντώμενων πηγών όπως ο ατμοσφαιρικός φώσφορος και των χερσαίων και θαλάσσιων υδάτω .Ανθρωπογενείς πηγές, όπως η εξόρυξη, χημικών προϊόντων, η γεωργία , η  κτηνοτροφία, η ανθρώπινη κατανάλωση και η εμπορική χρήση του.

Διερεύνησαν επίσης το ενδεχόμενο ευτροφισμού που προκαλείται από τις ανθρωπογενείς απώλειες φωσφόρου στην ηπειρωτική Κίνα . Σύμφωνα με την έρευνα τους, γενικός στόχος τους είναι να κατανοήσουμε την«μακροπρόθεσμη χρονική δυναμική του φωσφόρου και την περιφερειακή ανισότητα των επιπτώσεων του ευτροφισμού. Ελπίζουν ότι αυτή η εκτεταμένη μελέτη μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ανάπτυξη στρατηγικών για τη διαχείριση του μέσα από  ένα βιώσιμο κύκλο του φωσφόρου.

Ο ευτροφισμός είναι η περιβαλλοντική απόκριση σε μια υπεραφθονία ενός συγκεκριμένου θρεπτικού, σε αυτή την περίπτωση του φωσφόρου. Ένας τρόπος που παρουσιάζεται ευτροφισμός είναι μέσω του φωσφόρου σε συστήματα απορροής γλυκού νερού. Παρατηρείται με την υπερανάπτυξη των φυκών, του πλαγκτόν, και άλλων φυτών επιφανειακών υδάτων . Αυτή η υπερανάπτυξη έχει συνέπειες για όλα τα τμήματα του κύκλου του φωσφόρου.

Εξέτασαν τις επιδράσεις της παραγωγής και της κατανάλωσης του φωσφόρου σε 14 διαφορετικά περιφερειακά διαμερίσματα στον κύκλο του φωσφόρου. Με τη χρήση στατιστικών μεθόδων και δεδομένων ήταν σε θέση να διακρίνουν τις χρονικές τάσεις στον κύκλο του φωσφόρου στην Κίνα και να προσδιορίσουν ποιες περιοχές αντιμετωπίζουν το πιο δραματικό δυναμικό ευτροφισμού το 2012 .

Τα αποτελέσματα αυτών των μελετών δείχνουν ότι υπάρχουν υψηλότερες ανθρωπογενείς εκπομπές φωσφόρου όπου υπάρχει μεγαλύτερη πυκνότητα πληθυσμού, και συγκεκριμένα στις ανατολικές και κεντρικές περιοχές της ηπειρωτικής Κίνας, με τις υψηλότερες εκπομπές στη Σαγκάη. Ιστορικά, η τάση αυτή είναι πιο αξιοσημείωτη όσο η αστικοποίηση αυξάνεται και οι εκπομπές του φωσφόρου από τα ανθρώπινα απόβλητα αυξήθηκαν σε αυτές τις περιφέρειες. Επιπλέον, μελέτες ευτροφισμού δείχνουν ότι ο μεγαλύτερος αντίκτυπος των εκπομπών φωσφόρου (το 2012) ήταν γύρω από τη λεκάνη του ποταμού Yangtze.

Αυτά τα δεδομένα είναι τόσο χρήσιμα για τον εντοπισμό περιοχών που βρίσκονται σε υψηλό κίνδυνο βλάβης του οικοσυστήματος. Αξίζει να τονισθεί ότι στη φύση, ο ευτροφισμός είναι συνηθισμένο φαινόμενο σε οικοσυστήματα γλυκού νερού και σε εκβολές ποταμών με αλμυρό νερό και είναι πραγματικά ένα μέρος της φυσιολογικής διαδικασίας γήρανσης του πολλών λίμνων και τέλματων. Δεν είναι απαραίτητα επιβλαβής ή κακός, ωστόσο, μπορεί να επιταχυνθεί τεχνητά, και στη συνέχεια, η λίμνη ή παράκτια ζώνη και οι κάτοικοί της υποφέρουν τελικά αφού η εισροή θρεπτικών ουσιών αυξάνεται αρκετά πέρα από αυτό που θα έπρεπε να υπάρχει στην φυσική ικανότητα της περιοχής.

 

 

Γεωδίφης

Πηγές:

1.Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών/  Phys.org

2.seos-project.eu/